[發明專利]檢驗鈦合金原材料低倍組織缺陷的方法

有效

• 申請號: 201310572624.6
• 申請日: 2013-11-15
• 公開（公告）號: CN103616268A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 曾菁;謝靜;蔣佳君
• 申請（專利權）人: 中國第二重型機械集團德陽萬航模鍛有限責任公司
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N1/44;C22F1/18
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙) 51124
• 代理人: 孫恩源

技術領域

本發明涉及一種金屬宏觀組織缺陷的檢驗方法，尤其是一種檢驗鈦合金原材料低倍組織缺陷的方法。

背景技術

鈦合金因具有高的比強度和優異的耐蝕性能已廣泛應用到民用航空和軍用航空領域，采用各種材質的鈦合金原材料鍛造生產飛機用的框、梁承力結構件和核心部位的發動機盤件已占飛機總重的20～40%。在保障飛機的使用安全中，檢驗和控制鈦合金原材料的宏觀組織質量是其中的關鍵因素。

目前國內對鈦合金原材料采用GB/T5168檢驗兩相鈦合金高低倍組織，可查出的缺陷為氣孔、裂紋、夾雜、分層、粗晶組織，暴露原材料的宏觀不均勻性和確定其性質，但卻不能檢驗原材料在鑄錠開坯后變形過程中帶來的組織遺傳缺陷。

然而，流轉生產的鈦合金鍛件，只有在后期解剖鍛件的檢驗過程中才能發現鍛件宏觀組織異常，如果在鍛造后才發現這種異常并造成鍛件報廢，將給企業帶來巨大的經濟損失，且很難辨別出該缺陷是鈦合金原材料本身的材料缺陷遺傳導致，還是鍛造過程中才產生的。

因此，希望找到一種新的鈦合金宏觀組織檢驗方法，能夠讓材料組織遺傳缺陷直觀地暴露顯示。

發明內容

為了克服現有常規低倍腐蝕法檢驗不能發現鈦合金原材料宏觀組織異常的不足，本發明所要解決的技術問題是提供一種能夠發現鈦合金原材料宏觀組織異常的檢驗鈦合金原材料低倍組織缺陷的方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：檢驗鈦合金原材料低倍組織缺陷的方法，對鈦合金原材料取樣后，先對試樣進行β相區熱處理，再按常規低倍腐蝕法檢驗試樣的低倍組織缺陷。通過對試樣進行β相區熱處理，使試樣能夠呈現對鈦合金原材料進行鍛造后可能出現的低倍組織缺陷。

進一步的是，β相區熱處理的過程是，在溫度為T_β-（30～40）℃的加熱爐中保溫60min±10min，然后功率升溫至T_β+（15～20）℃，保溫30min±3min后空冷，T_β指該鈦合金的β轉變溫度。

更具體的是，β相區熱處理的過程是，在溫度為T_β-（30～40）℃的加熱爐中保溫60min，然后功率升溫至T_β+（15～20）℃，保溫時間30min，然后空冷至室溫。功率升溫指按加熱爐的最大功率進行升溫。這樣的熱處理過程要求更嚴格，檢驗結果的可信度更高。

為得到更準確的檢驗結果，加熱爐的爐溫均勻性要求±5℃以內。

此外，本發明方法可以參照常規檢驗的方式進行取樣，從原材料的任意長度位置處通過冷加工方式切取20mm±3mm厚度的試片作為試樣。

在本發明上述思路的指導下，也可通過試驗摸索出其它的試樣取樣要求，并選配腐蝕劑進行腐蝕，使材料缺陷暴露。

本發明的有益效果是：對鈦合金原材料的宏觀組織組織缺陷判定直觀、清晰，控制了用具有宏觀組織缺陷的鈦合金原材料生產鍛件因組織遺傳所造成的經濟損失，適用于α型、α-β型和近β型鈦合金原材料低倍組織的檢驗。

附圖說明

圖1是本發明實驗1中以方法A檢驗得到的宏觀組織圖片。

圖2是本發明實驗1中以方法B檢驗得到的宏觀組織圖片。

圖3是本發明實驗2中以方法B檢驗得到的宏觀組織圖片。

圖4是本發明實驗2中以方法C檢驗得到的宏觀組織圖片。

圖5是本發明實驗3中以方法B檢驗得到的宏觀組織圖片。

圖6是本發明實驗3中以方法D檢驗得到的宏觀組織圖片。

具體實施方式

下面結合附圖和實驗對本發明進一步說明。

如圖1～圖6所示，本發明的方法是通過以下實驗發現并得出的。

實驗1：

選用α-β型TC21（Ti-6Al-3Mo-2Nb-2Sn-2Zr-1Cr）鈦合金，原材料狀態熱加工態，原材料規格φ300×3200mm，該鈦合金的β轉變溫度T_β為960℃。從距離原材料端頭1000mm處，依次切取兩塊低倍試樣，試樣尺寸φ300×20mm。試樣采用GB/T5168中的常規低倍腐蝕法即“方法A”和試樣先β相區熱處理再常規腐蝕法即“方法B”兩種方法檢驗，檢驗方法見表1。

表1檢驗方法

宏觀組織結果見圖1和圖2。